JP2015219140A - Current detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電流検出装置に関し、特に、バスバーに取り付けられて電流検出を行なう電流検出装置に関する。 The present invention relates to a current detection device, and more particularly to a current detection device that is attached to a bus bar and performs current detection.
従来、バスバーに流れる電流を分流し、その分流した電流を検出センサにより測定し、バスバーに流れる電流を測定する電流センサがある。特許文献1によれば、このような電流センサは、高抵抗電流路は、バスバーの長手方向の中間部にコの字型に形成され、被測定電流Iinの流れる方向に略平行で低抵抗電流路に近い第1の折曲げラインと、第1の折曲げラインと平行で低抵抗電流路から遠い第2の折曲げラインとに沿ってそれぞれ略直角に折り曲げられて庇状になっている。そしてコの字型の高抵抗電流路の底辺(底部)は低抵抗電流路の幅内で低抵抗電流路の上方に位置する。高抵抗電流路の底辺(底部)の長手方向の中間部を囲むようにリング状磁気コアが配置される。このリング状磁気コアのギャップ部に配置されたホールICにより高抵抗電流路に流れる電流に基づく磁界の強さを検出し、これに基づいて、高抵抗電流路に流れる電流、低抵抗電流路に流れる電流を算出する。これにより、バスバーに流れる電流を検出する。(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a current sensor that divides a current flowing through a bus bar, measures the divided current with a detection sensor, and measures a current flowing through the bus bar. According to Patent Document 1, in such a current sensor, the high-resistance current path is formed in a U-shape in the middle portion of the bus bar in the longitudinal direction, and is substantially parallel to the direction in which the current to be measured Iin flows and has a low resistance current. The first fold line close to the road and the second fold line parallel to the first fold line and far from the low resistance current path are bent at substantially right angles to form a hook shape. The bottom (bottom) of the U-shaped high resistance current path is located above the low resistance current path within the width of the low resistance current path. A ring-shaped magnetic core is disposed so as to surround an intermediate portion in the longitudinal direction of the bottom (bottom) of the high resistance current path. The Hall IC placed in the gap portion of the ring-shaped magnetic core detects the strength of the magnetic field based on the current flowing in the high resistance current path, and based on this, the current flowing in the high resistance current path and the low resistance current path Calculate the flowing current. Thereby, the current flowing through the bus bar is detected. (For example, refer to Patent Document 1).
しかし、従来の構成では、磁気コアを要することから装置として大型化するという問題があった。また、低抵抗電流路を流れる電流により発生する磁界がホールICに影響するという問題があった。 However, the conventional configuration has a problem that the apparatus is increased in size because a magnetic core is required. There is also a problem that the magnetic field generated by the current flowing through the low resistance current path affects the Hall IC.
従って、本発明の目的は、小型化及び検出精度に優れた電流検出装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a current detection device that is excellent in miniaturization and detection accuracy.
[1]本発明は、上記目的を達成するために、バスバーに流れる電流の一部が流れる主路と、前記バスバーに流れる電流の一部が流れる副路と、前記副路に装着され、前記副路に流れる電流を検出する検出ユニットと、を有し、前記検出ユニットは、前記副路に流れる電流を導通させる導体部を有して構成されていることを特徴とする電流検出装置を提供する。 [1] In order to achieve the above object, the present invention is attached to the main path through which a part of the current flowing through the bus bar flows, the sub path through which a part of the current flowing through the bus bar flows, and the sub path, And a detection unit that detects a current flowing in the sub-path, and the detection unit includes a conductor portion that conducts the current flowing in the sub-path. To do.
[2]前記検出ユニットは、ホール素子を備えることを特徴とする上記[1]に記載の電流検出装置であってもよい。 [2] The current detection device according to [1], wherein the detection unit includes a Hall element.
[3]また、前記主路、前記副路は、前記バスバーの中心線に対して対称に形成され、前記検出ユニットは、前記バスバーの中心線上に配置されていることを特徴とする上記[1]又は[2]に記載の電流検出装置であってもよい。 [3] The main path and the sub-path are formed symmetrically with respect to the center line of the bus bar, and the detection unit is disposed on the center line of the bus bar. ] Or the current detection device according to [2].
[4]また、前記検出ユニットは、前記バスバーの板厚内に収容されていることを特徴とする上記[1]から[3]のいずれか1に記載の電流検出装置であってもよい。 [4] The current detection device according to any one of [1] to [3], wherein the detection unit is accommodated within a thickness of the bus bar.
本発明によると、小型化及び検出精度に優れた電流検出装置が可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a current detection device that is excellent in miniaturization and detection accuracy.
[本発明の実施の形態]
(電流検出装置の構成)
図1(a)は、本願発明の実施の形態に係る電流検出装置を説明するための全体斜視図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A断面を示す断面図である。
[Embodiments of the present invention]
(Configuration of current detection device)
FIG. 1A is an overall perspective view for explaining a current detection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view showing a cross section AA in FIG. It is.
本願発明の実施の形態に係る電流検出装置1は、バスバー10に流れる電流の一部が流れる主路と、バスバー10に流れる電流の一部が流れる副路と、副路に装着され、副路に流れる電流を検出する検出ユニット20と、を有し、検出ユニット20は、副路に流れる電流を導通させる導体部22bを有して構成されている。
The current detection device 1 according to the embodiment of the present invention is attached to the main path through which a part of the current flowing through the
ここで、主路は、バスバー10に形成された貫通穴部13及び副路を除く断面部を電流が流れる経路である。本実施の形態では、主路は、第1経路11と第2経路12から構成されている。
Here, the main path is a path through which a current flows through a cross-sectional portion excluding the through
また、副路は、バスバー10に形成された接続部14、15と検出素子22の中を貫通して電流が流れる導体部22bで構成されている。
Further, the secondary path is constituted by connecting
本願発明の実施の形態に係る電流検出装置1は、バスバー10に流れる電流を分流し、電流の一部を第1経路11と第2経路12に流し、電流の一部を接続部14、15を経由して検出素子22の中に設けられた導体部22bに流す。これにより、導体部22bに流れた電流から電流量を測定し、バスバー10全体に流れる電流を測定できる構成とされている。
In the current detection device 1 according to the embodiment of the present invention, the current flowing through the
図2は、図1のB方向から見たバスバーの上平面図である。バスバー10は、電流を流すための導体で形成されており、本実施の形態では、図1等に示すような帯状の長尺形状に形成されている。
FIG. 2 is a top plan view of the bus bar as viewed from the direction B in FIG. The
検出ユニット20が装着される領域には、貫通穴部13が形成されている。貫通穴部13の両側は、電流が流れる第1経路11と第2経路12となる。また、バスバー10の上流及び下流側の中央部には、貫通穴部13の端部に接続部14、15が板厚方向に突設されている(図1(a)参照)。これにより、バスバー10全体に流れる電流I0は、主路である第1経路11及び第2経路12を流れる電流I1、I2と、副路である接続部14、15を経由する検出ユニット20に流れる電流I3(図4参照)に分流される。
A through
図3(a)は、図1のB方向から見た検出ユニットの上平面図であり、図3(b)は、図1のD方向から見た検出ユニットの下平面図である。 FIG. 3A is a top plan view of the detection unit viewed from the direction B in FIG. 1, and FIG. 3B is a bottom plan view of the detection unit viewed from the direction D in FIG.
基板21は、プリント配線基板(PCB)であって、図3(a)に示すように、矩形の一部に接続部14、15に嵌合する切欠部21a、21bが形成されている。
The
図3(b)に示す基板21の表面には、接続部14、15と電気的な接続がされて、検出素子22に接続される配線パターン23a、23bが形成されている。また、基板中央部には、検出素子22が、配線パターン23a、23bにリード部22cで電気的に接続されて基板上に実装されている。
On the surface of the
検出素子22は、図3(b)に示すように、パッケージ内に、ホール素子22aとその近傍を通過する導体部22bを収容して構成されている。ホール素子22aは、リード部22cにより電源供給、検出信号の出力等がされる。また、導体部22bは、リード部22cにより配線パターン23a、23bと電気的に接続される。
As shown in FIG. 3B, the
上記のように、検出ユニット20は、基板21に実装された検出素子22により構成されている。この検出ユニット20は、図1(a)、(b)に示すように、検出素子22が貫通穴部13内に収容される向きに組み付けられる。基板21の片面がバスバー10の表面に当て付けられた状態で、接続部14、15と配線パターン23a、23bがはんだ付け又は溶接等によって電気的に接続される。これにより、バスバー10と検出ユニット20によって電流検出装置1が構成される。
As described above, the
図4(a)は、図1のD方向から見たバスバーであって、電流検出装置に流れる電流を示す上平面図であり、図4(b)は、図4(a)のE−E断面を示す断面図であって、電流により発生する磁界を示す断面図である。図4は、検出素子22や配線パターン23a、23b等が見えるように、図1のD方向から見た図としている。
4A is a bus bar viewed from the direction D of FIG. 1 and is an upper plan view showing a current flowing through the current detection device, and FIG. 4B is an EE diagram of FIG. 4A. It is sectional drawing which shows a cross section, Comprising: It is sectional drawing which shows the magnetic field which generate | occur | produces with an electric current. FIG. 4 is a view seen from the direction D of FIG. 1 so that the
図4(a)に示すように、バスバー10全体に流れる電流I0は、主路である第1経路11及び第2経路12を流れる電流I1、I2と、副路である接続部14、15を経由する検出ユニット20に流れる電流I3に分流される。ここで、図4(b)に示すように、第1経路11を流れる電流I1は第1経路11の断面積S1、第2経路12を流れる電流I2は第2経路12の断面積S2に比例する。また、検出ユニット20に流れる電流I3は、ホール素子22a内の導体部22bの断面積S3等により決まる。詳細には、配線パターン23a、23bと導体部22bにかかる各電圧の和が接続部14、15間の電圧値となる条件から決まる。しかし、導体部22bの断面積S3が検出ユニット20に流れる電流の律速条件となるように設定することにより、検出ユニット20に流れる電流I3が導体部22bの断面積S3に比例する構成とすることができる。
As shown in FIG. 4A, the current I 0 that flows through the
(電流検出動作)
上記のことから、バスバー10に流れる電流I0は、次のように求められる。まず、検出ユニット20内のホール素子22aで、検出ユニット20内の導体部22bに流れる電流I3により発生する磁界の強さを測定する。この測定された磁界の強さから電流I3が換算により求まり、面積比(S1+S2)/S3を掛けることにより電流I1+I2が求まる。したがって、バスバー10に流れる電流I0は、電流I1+I2+I3から、I0=I3(S1+S2+S3)/S3により求めることができる。
(Current detection operation)
From the above, the current I 0 flowing through the
図4(b)に示すように、第1経路11を流れる電流I1によって第1経路11の周りに磁界B1が発生すると共に、第2経路12を流れる電流I2によって第2経路12の周りに磁界B2が発生する。この磁界B1、B2は、アンペールの法則(右ねじの法則)に従って発生するが、ホール素子22aの位置においては向きが互いに逆である。したがって、ホール素子22aの位置において、主路(第1経路11及び第2経路12)を流れる電流による影響を打ち消すことができる。
As shown in FIG. 4B, the magnetic field B 1 is generated around the
図1、図4に示すように、バスバー10の中心線CLに対して、第1経路11、第2経路12、貫通穴部13を対称に形成し、検出ユニット20をこの中心線CL上に配置することにより、ホール素子22aの位置において、主路(第1経路11及び第2経路12)を流れる電流による影響を受けないようにできる。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
また、図1に示すバスバー10の板厚H内に検出素子22、ホール素子22aが収まるように配置することによって、さらにホール素子22aを対称な位置に配置することができる。これにより、さらに、ホール素子22aの位置において、主路(第1経路11及び第2経路12)を流れる電流による影響を受けないようにできる。
Further, by arranging the
(比較例)
図5は、従来技術(特許文献1)を説明するための図である。バスバー100と高抵抗電流路101に電流が分流され、高抵抗電流路101に流れる電流により発生する磁束B100をコア102のギャップ部に配置した磁気センサ(ホール素子)103で検出する。この検出された磁界の強さにより、バスバー100に流れる電流量を検出する。
(Comparative example)
FIG. 5 is a diagram for explaining the prior art (Patent Document 1). A current is shunted to the
しかし、図5からわかるように、紙面の左右方向には対称であるが、上下方向には対称な配置ではない。したがって、主路(バスバー100)に流れる電流による影響を受ける。これにより、高抵抗電流路101に流れる電流により発生する磁束B100は誤差を有し、また、磁気センサ(ホール素子)103も主路(バスバー100)に流れる電流による磁界の影響を受ける。よって、電流検出の精度が低下することになる。
However, as can be seen from FIG. 5, it is symmetric in the left-right direction of the page, but is not symmetrically arranged in the up-down direction. Therefore, it is influenced by the current flowing through the main path (bus bar 100). As a result, the magnetic flux B 100 generated by the current flowing in the high resistance
(本発明の実施の形態の効果)
以上から、本発明の実施の形態に係る電流検出装置1は、以下のような効果を有する。
(1)検出ユニット20は、内部に導体部22bを備えたホール素子22aを有して構成されるので、コアを必要としない。これにより、電流検出装置の小型化が可能となる。また、コアを必要としないため、電流検出装置の低コスト化が可能となる。
(2)検出ユニット20は、内部に導体部22bを備えたホール素子22aを有して構成されるので、検出ユニット20の取付精度が悪くても、検出精度が低下しないという効果を有する。
(3)本発明の実施の形態に係る電流検出装置1は、バスバー10の中心線CLに対して、第1経路11、第2経路12、貫通穴部13を対称に形成し、検出ユニット20をこの中心線CL上に配置することが可能である。このような構成にすることで、ホール素子22aの位置において、主路(第1経路11及び第2経路12)を流れる電流による影響を受けないようにできる。これにより、検出精度に優れた電流検出装置が可能となる。
(4)本発明の実施の形態に係る電流検出装置1は、図1に示すバスバー10の板厚H内に検出素子22、ホール素子22aが収まるように配置することが可能である。このような構成にすることで、さらに、ホール素子22aの位置において、主路(第1経路11及び第2経路12)を流れる電流による影響を受けないようにできる。これにより、検出精度に優れた電流検出装置が可能となる。
(Effect of the embodiment of the present invention)
From the above, the current detection device 1 according to the embodiment of the present invention has the following effects.
(1) Since the
(2) Since the
(3) The current detection device 1 according to the embodiment of the present invention forms the
(4) The current detection device 1 according to the embodiment of the present invention can be arranged so that the
1…電流検出装置
10…バスバー、11…第1経路、12…第2経路、13…貫通穴部、14、15…接続部
20…検出ユニット、21…基板、21a、21b…切欠部、22…検出素子、22a…ホール素子、22b…導体部、23、23a、23b…導体部
I0、I1、I2、I3…電流
S1、S2、S3…断面積
CL…中心線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (4)
前記バスバーに流れる電流の一部が流れる副路と、
前記副路に装着され、前記副路に流れる電流を検出する検出ユニットと、を有し、
前記検出ユニットは、前記副路に流れる電流を導通させる導体部を有して構成されていることを特徴とする電流検出装置。 A main path through which a part of the current flowing through the bus bar flows,
A sub-path through which a part of the current flowing through the bus bar flows;
A detection unit mounted on the secondary path and detecting a current flowing through the secondary path,
The current detection device is characterized in that the detection unit includes a conductor portion that conducts a current flowing through the auxiliary path.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014103383A JP2015219140A (en) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Current detector |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022219866A1 (en) * | 2021-04-13 | 2022-10-20 | 株式会社村田製作所 | Electric current sensor |
-
2014
- 2014-05-19 JP JP2014103383A patent/JP2015219140A/en active Pending
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WO2022219866A1 (en) * | 2021-04-13 | 2022-10-20 | 株式会社村田製作所 | Electric current sensor |
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